MÉTODO PARA LA DETERMINACIÓ N DE LA CARGA DE ROTURA Y LA ELONGACIÓN DE GEOTEXTILES (MÉTODO GRAB) I.N.V. E

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1 MÉTODO PARA LA DETERMINACIÓ N DE LA CARGA DE ROTURA Y LA ELONGACIÓN DE GEOTEXTILES (MÉTODO GRAB) I.N.V. E OBJETO 1.1. Esta norma tiene por objeto determinar la carga de rotura (tensión Grab) y la elongación (elongación Grab) de los geotextiles tejidos y no tejidos (no se puede aplicar a los tejidos de punto), mediante el método Grab. Esta norma determina una propiedad índice La norma incluye los procedimientos para medir la carga de rotura y la elongación mediante el método Grab, tanto en estado seco como en estado húmedo; sin embargo, el ensayo normalmente se realiza en seco a menos que se especifique de otra manera Los resultados se deben expresar en unidades de l Sistema Internacional Esta norma puede involucrar materiales, maniobras y equipos peligrosos, sin embargo no implica referirse a todos los problemas de seguridad asociados con su empleo. Es responsabilidad del usuario constatar antes de su utilización, las prácticas y las condiciones tanto de seguridad como de sanidad, así como determinar su aplicación. 2. RESUMEN DEL MÉTODO Esta norma consiste en aplicar al espécimen una carga que se incrementa continuamente, en sentido longitudinal, hasta alcanzar la rotura. Los valores para la carga de rotura y la elongación del espécimen de ensayo se obtienen de las escalas o diales de las máquinas, de diagramas de registro autográficos o de computadores interconectados. 3. DEFINICIONES 3.1. Atmósfera para ensayo de Geotextiles Aire que se mantiene a una humedad relativa de 65 ±?5% y a una temperatura de 21 ±?2 C Carga de Rotura Máxima fuerza aplicada a la muestra en un ensayo de tensión, con la cual alcanza la rotura Dirección transversal de la máquina (trama) Dirección en el plano de la tela, perpendicular a la dirección de fabricación de la misma Dirección de la máquina (urdimbre) Dirección en el plano de la tela paralelo a la dirección de fabricación de la misma.

2 3.5. Elongación a la rotura Elongación correspondiente a la carga de rotura, es decir, la carga máxima Geotextil Cualquier textil permeable utilizado en fundación, suelo, roca o tierra, o cualquier otro material relacionado con la ingeniería geotécnica, que forma parte integral de un proyecto, estructura o sistema elaborado por el hombre Ensayo Grab Ensayo de tensión que permite determinar la resistencia a la tensión y la elongación en una fracción del ancho del espécimen ensayado Propiedad índice Evaluación indirecta de cómo será el desempeño de un geosintético una vez se encuentre instalado. Es un índice del comportamiento y se establece en condiciones inconfinadas. No reproduce las condiciones de trabajo, sólo permite evaluar productos entre sí y establecer especificaciones de proyectos. 4. EQUIPO 4.1. Máquina para el ensayo de Tracción La máquina de ensayo debe estar dotada de un dispositivo para medir longitudes de alargamiento de las probetas, debe garantizar que la velocidad de separación se mantenga constante con el tiempo y consta de un par de mordazas entre las cuales se coloca el geotextil que va a ser ensayado Mordazas Las mordazas deben tener superficies de ajuste planas, paralelas y aptas para evitar el deslizamiento del espécimen durante un ensayo. Cada mordaza debe tener una superficie de 25.4 mm por 50.8 mm, con la dimensión más larga paralela a la dirección de aplicación de la carga. Las superficies de las mordazas deben ser iguales y estar alineadas, una respecto de la otra. 5. USO Y SIGNIFICADO 5.1. El método Grab es aplicable cuando se requiera determinar una resistencia efectiva de un geotextil, es decir la resistencia del material en un ancho específico junto con la resistencia adicional que contribuye el material adyacente, conformado por el ancho sobrante del espécimen por fuera de la mordaza, no siendo apto para determinar una tensión por unidad de longitud confiable. No existe una relación entre el ensayo Grab y el de tira angosta o simplemente tira, una vez que el incremento atribuido a la cantidad adicional de geotextil adyacente depende de la forma de cómo éste ha sido elaborado. Este ensayo es útil en el control de calidad o ensayos de aceptación de envíos, como una propiedad índice El procedimiento que se sigue por este método puede ser usado como parte de los ensayos para aceptar despachos comerciales, pero teniendo precaución que la información de la precisión entre laboratorios puede presentar dispersiones. Se recomienda hacer ensayos comparativos como aparece a continuación. E 901-2

3 En el caso de establecer una discusión por la diferencia entre valores reportados cuando se utilice la metodología de este ensayo (ASTM D 4632) para la aceptación de un despacho comercial, el comprador y el productor deberán practicar ensayos comparativos que permitan establecer la dispersión estadística entre los laboratorios, para lo cual se recomienda aplicar criterios estadísticos consistentes. Como mínimo, las dos partes deberán tomar un grupo de especimenes o probetas para ensayo lo más homogéneos posible y que provengan del lote en cuestión. Los especimenes son asignados aleatoreamente en números iguales para cada laboratorio para ser ensayados. Los promedios de los resultados obtenidos de los laboratorios deben ser comparados usando la distribución t - Student y el aceptable nivel de probabilidad elegidos por las partes antes de realizarse los ensayos. Si se obtiene una desviación, su causa debe ser encontrada y corregida, o el comprador y el productor deben estar de acuerdo para interpretar los resultados de ensayos futuros a la luz de la desviación conocida Muchos geotextiles pueden ser ensayados por este método. Algunas modificaciones en las técnicas de fijación en las mordazas pueden ser necesarias dependiendo de la estructura del geotextil. Adaptaciones especiales podrán ser requeridas para geotextiles más resistentes, o elaborados a partir de fibra de vidrio, para prevenir que se resbalen o se dañen por la presión entre las mordazas. Estas adaptaciones pueden incluir revestimientos con cartón para acolchonar el geotextil dentro de la mordaza Este método de ensayo es aplicable para especimenes húmedos o secos. Pueden ser usados dispositivos de extensión constante (Constant Rate of Extension, CRE), o dispositivos CRT (Constant Rate of Transverse); aun así, puede no haber una correlación entre sí. Consecuentemente estos dos tipos de aparatos medidores no se pueden intercambiar entre sí. En caso de controversia las máquinas del tipo CRE prevalecen. 6. MUESTREO Y SELECCIÓN 6.1. División en lotes y muestras de lotes Se divide el material en lotes y se toma una muestra del lote de acuerdo con lo especificado en la norma INV E 908 (ASTM D 4354). Los rollos de geotextil son la principal unidad de muestreo Muestra de laboratorio Para la muestra de laboratorio, de cada rollo seleccionado como muestreo de lote se deben descartar las dos primeras vueltas y cortar un metro lineal por el ancho del rollo. La muestra correspondiente debe estar limpia y seca y debidamente empacada Número de especimenes Estimativo no confiable de v Cuando no existe un estimativo confiable de v, para el laboratorio del usuario, se especifica el número fijo de 10 especimenes para los ensayos en la dirección de la máquina y 10 para los ensayos en la dirección transversal de la E 901-3

4 misma. El número de especimenes se calcula utilizando v = 9.5% del promedio, tanto en la dirección de la máquina como en la dirección transversal de la misma. Estos valores de v son un poco mayores que aquellos utilizados generalmente en la práctica. Cuando se encuentra un estimativo confiable de v para el laboratorio del usuario, la ecuación (1) requerirá un número menor de especimenes que el establecido Estimativo confiable de v Cuando existe un estimativo confiable de v, basado en un amplio historial de registros para materiales similares, ensayados en el laboratorio del usuario, se calcula el número necesario de especimenes utilizando la ecuación (1): donde: 2 t v n = (1) A n = número de especimenes de ensayo (redondeando por exceso a un número entero), v = estimativo confiable del coeficiente de variación para observaciones individuales sobre materiales similares en el laboratorio del usuario, en condiciones de precisión de un solo operario (%), t = valor del método t student para límites unilaterales, un nivel del 95% de probabilidad y los grados de libertad asociados con el cálculo de v (Ver Tabla 1), y A = 5,0% del promedio, valor permitido de la variación. Tabla 1. Valores de la distribución t Student para los límites unilaterales, grados de libertad (GL) y probabilidad del 95% (1) GL Unilaterales GL Unilaterales GL Unilaterales (1) Los valores de esta tabla se calcularon mediante el uso de la librería de funciones estadísticas de la hoja de cálculo Excel de Microsoft. E 901-4

5 7. PREPARACIÓN DE LOS ESPECIMENES 7.1. Se toman muestras a una distancia mínima de 1/20 del ancho a partir del borde de la tela o a 150 mm, escogiendo el menor. De cada muestra se cortan especimenes rectangulares de mm por mm. Se cortan n especimenes en sentido longitudinal y n especimenes en sentido transversal, como se muestra en las Figuras 1 y 2, respectivamente. 1/20x 1/20 1/20 x 1/20 x Sentido Máquina (Urdimbre) Ancho del rollo (x) Figura 1. Esquema para toma de especimenes en sentido longitudinal Sentido Transversal (Trama) Figura 2. Esquema para toma de especimenes en sentido transversal 7.2. Acondicionamiento Se acondicionan los especimenes hasta que alcancen la atmósfera para ensayos de geotextiles. Se considera que se ha alcanzado el equilibrio cuando el incremento en masa del espécimen en pesajes sucesivos, a intervalos no menores de 2 horas, no exceda el 0.1% de la masa del espécimen. 8. PROCEDIMIENTO 8.1. Se ensayan los especimenes acondicionados en atmósfera estándar del ensayo de acuerdo con la Sección Se ajusta la distancia entre las mordazas al comienzo del ensayo a 75 ± 1 mm. Se selecciona la escala de carga de la máquina de ensayo de manera que el valor máximo se presente entre 10% y 90% de la escala total de carga. Se ajusta la máquina para que opere a una velocidad de 300 ± 10 mm/min. E 901-5

6 8.3. Se asegura el espécimen en las mordazas de la máquina de ensayo, teniendo cuidado que la dimensión larga esté lo más paralela posible a la dirección de aplicación de la carga (Figura 3). Se debe asegurar que la tensión en el espécimen sea uniforme a través del ancho sujetado por las mordazas. Se inserta el espécimen en las mordazas de tal manera que, aproximadamente, la longitud de la tela que se extienda por detrás de la mordaza sea la misma en cada extremo. Se ubican las mordazas en la mitad y en dirección del ancho mm mm 25.4 mm mm Figura 3. Colocación del espécimen entre las mordazas 8.4. Si el espécimen se desliza de las mordazas, si se rompe en el borde de las mordazas o en éstas, o si por cualquier razón atribuida a una falla de operación el resultado desciende notablemente por debajo del promedio del grupo de especimenes, se descarta el resultado y se toma otro espécimen. Se continúa este procedimiento hasta obtener el número requerido de roturas aceptables Se enciende la máquina de ensayo de tracción y el dispositivo de medición de área (si se utiliza) y se continúa efectuando el ensayo hasta producir la rotura. Se detiene la máquina y se reajusta en la posición de calibración inicial. Se registran e informan los resultados para cada dirección en forma separada Para evitar el deslizamiento del espécimen en las mordazas, se pueden hacer las siguientes modificaciones: (1) Las mordazas pueden ser forradas o recubiertas; (2) la tela puede ser protegida bajo el área de la mordaza o (3) la superficie de la mordaza puede ser modificada. En ningún caso se pueden modificar las dimensiones establecidas. Si se realiza una de las modificaciones mencionadas, se debe registrar en el informe Para medir la elongación del espécimen, tanto la longitud inicial como la elongación medida dependen de la tensión previa aplicada al colocar el E 901-6

7 espécimen en las mordazas de la máquina. En este caso se asegura el espécimen con una mordaza de la máquina y se aplica una tensión previa aproximadamente de 0.5% de la carga de rotura, o una carga inicial especificada para el material en cuestión, antes de sujetar el espécimen con la otra mordaza A menos que se especifique de otra manera, se mide la elongación del geotextil con la carga establecida mediante un dispositivo autograficador, y al mismo tiempo se determina la resistencia a la rotura. Se mide la elongación desde el punto donde la curva deja el eje de la carga cero, establecido después de aplicar la precarga, hasta el punto de la fuerza correspondiente en milímetros. 9. CÁLCULO 9.1. Carga de Rotura Se calcula la carga de rotura promediando el valor de la carga de rotura de todos los valores de los especimenes ensayados. Se debe determinar en forma separada para los especimenes en dirección de la máquina y para los especimenes en dirección transversal a ésta Elongación Aparente Se calcula la elongación aparente, en la carga de rotura o en otras cargas específicas, promediando los valores de la elongación aparente para todos los resultados de los especimenes ensayados. Se debe determinar la elongación aparente en forma separada para los especimenes en dirección de la máquina y para los que van en dirección transversal a ésta, y se expresa como porcentaje del incremento de longitud con respecto a la longitud nominal calibrada del espécimen. Se registra esto como elongación aparente. 10. INFORME El informe de los resultados debe contener los siguientes puntos: Indicar que los ensayos se realizaron con base en esta norma. Describir el material o producto muestreado y el método de muestreo empleado Reportar, para cada muestra, los valores obtenidos para los n especimenes ensayados y su promedio aritmético de la carga a la rotura expresada en Newtons (N) y de la elongación aparente a la rotura expresada en porcentaje (%) Reportar el número de especimenes ensayados en cada dirección Indicar el estado de los especimenes (húmedos o secos). E 901-7

8 10.5. Indicar el tipo de máquina de ensayo utilizada (CRE, CRT) Indicar la carga máxima que se puede obtener en el intervalo utilizado para el ensayo Indicar si las mordazas fueron acondicionadas para realizar el ensayo Indicar cualquier modificación de los especimenes de muestra ya fabricados, o en el método de ensayo según se describa. 11. NORMAS DE REFERENCIA ASTM D ICONTEC 1998 (C16.105/83) E 901-8

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